Elementy signálních drah cíle protinádorové terapie Martin Pešta, Ondřej Topolčan Department of Internal Medicine II, Faculty of Medicine in Pilsen, Charles University in Prague, Czech Republic
Cílená protinádorová terapie Přežití nádorových buněk je téměř zcela závislé na patologické aktivaci signálních drah: - vedoucích k proliferaci - chránících maligní klon před apoptózou Při zvětšení celkového objemu proliferujících nádorových buněk nad přibližně 1 mm 3 dochází k indukci tvorby cévního zásobení Cílená terapie na: 1) Inhibici růstu nádoru 2) Inhibici angiogeneze a metastazování (mikroprostředí nádoru)
Cílená protinádorová terapie Podmínka vyvinutí cílených terapeutik: 1) Nalezení klíčové genetické aberace (aberací).biomarker 2) Objevení či syntéza cílených terapeutik vůči této aberaci - maximální on-target efekt - minimální of-target efekt Cílená terapeutika chemoterapie Cílené terapie biomarker - biomarker predikuje účinnost léčby resp. přítomnost aberace nebo deregulováné dráhy proti, které je zacílena terapie
Genetické aberace Dominantní mutace protoonkogenů 1, změny ve struktuře genu syntéza abnormálního genového produktu (onkoproteinu) bodové mutace, delece, translokace 2, změny ovlivňující regulaci genové exprese nepřiměřená produkce strukturně nezměněné formy normálního proteinu podporující růst inzerce retrovirů se silnými retrovirovými promotory genové amplifikace abnormální transkripci
Genetické aberace Jako onkogeny mohou působit kvantitativně nebo kvalitativně změněné exprese genů: Růstových faktorů (EGF) Receptorů pro růstové faktory (EGFR) -karcinomy plic, močového měchýře, GIT Přenašečů signálů vázaných na membránu (Kras, Hras) - 10-20% všech lidských nádoru Cytoplazmatických přenašečů signálů Jaderných transkripčních faktorů
Cíle léčby Růstove faktory (EGF) Receptory pro růstové faktory (EGFR) -karcinomy plic, močového měchýře, GIT Přenašeče signálů vázané na membránu (Kras, Hras) - mutované u 10-20% všech lidských nádoru Cytoplazmatické přenašeče signálů Jaderné transkripční faktory
Hlavní signální dráhy Pavel Klener, Pavel Klener jr.: Nová protinádorová léčiva a léčebné strategie v onkologii (Grada Publishing)
Cílená protinádorová terapie S cílem vyřadit aberantně aktivované RTK byly vyvinuty dvě odlišné terapeutické strategie monoklonální protilátky zacílené na mitogen nebo extracelulární receptorovou část RTK nízkomolekulární tyrozinkinázové inhibitory (TKI) blokující intracelulární tyrozinkinázovou doménu RTK
monoklonální protilátky zacílené na mitogen Blokace aktivace receptoru Neutralizace ligandu anti-vegf bevacizumab (Avastin, humanizovaná MoAb) Kombinace MoAb a chemoterapie
Často kombinace MoAb a chemoterapie monoklonální protilátky zacílené na extracelulární receptorovou část RTK Blokace aktivace receptoru Vazba na extracelulární doménu: antagonistické MoAb anti-egfr/erbb1/her1 cetuximab (Erbitux, chimerická MoAb) anti-erbb2/her2/neu trastuzumab (Herceptin, humanizovaná MoAb) CP-721871 MoAb antagonista IGFR AMG-102 MoAb antagonista MET/HGFR
Inhibice receptorových tyrozinkináz Receptory s vnitřní tyrozinkinázovou aktivitou (RTK): za normálních podmínek se na receptory váží růstové faktory mitogeny produkované různými buňkami mikroprostředí aktivace V nádorové buňce mutace propagace aberantního proliferačního signálu nezávislého na přítomnosti růstového faktoru (ligand-independent signaling) Nízkomolekulární tyrozinkinázové inhibitory (TKI) blokující intracelulární tyrozinkinázovou doménu RTK
Inhibice receptorových tyrozinkináz Rodina receptorů EGFR/ERBB/HER EGFR/ERBB1/HER1 ligandy: EGF (TNFa) dimerizace autoaktivace fosforilací C-term. částí receptoru dokovací místa proteinů s SH2 doménou nízkomolekulární tyrozinkinázové inhibitory (TKI) blokující intracelulární tyrozinkinázovou doménu RTK gefitinib (Iressa) a erlotinib (Tarceva) léčba NSCLC lapatinib (Tyverb) léčba karcinomu prsu ERBB2/HER2/NEU lapatinib (Tyverb) léčba NSCLC Inhibice TK domén všech receptorů rodiny EGFR/ERBB/HER erlotinib
Inhibice receptorových tyrozinkináz Rodina receptorů IGFR IGFR (IGF-1R) ligand IGF1, aberantní mitogenní stimulace u řady malignit TKI inhibitor XL-228 klinické testování PDGFRA a PDGFRB Klinicky používaný TKI imatinib MET/HGFR TKI XL-880 ve fázi klinického testování
Inhibice proteinů RAS Rodina RAS (Rous adenosarcom) proteinů: HRAS (Harvey), KRAS(Kirsten), NRAS(neuroblastoma) - převod signálů z b. receptorů na downstream efektorové molekuly PTK - známa více než desítka downstream efektorových molekul proteinu RAS - mutace RAS aberantní aktivace - dominantní úlohu při maligní transformaci Salirasib (kyselina trans-farnesylthiosalicylová) brání všem izoformám vazbě na membránu, fáze klinických zkoušek u karcinomu pankreatu, NSCLC, kolorektálního karcinomu van Krieken et al. (2008) KRAS mutation testing for predicting response to anti-egfr therapy for colorectal carcinoma: proposal for an European quality assurance program. Virchows Arch 453:417
Inhibice signální dráhy RAF-MEK-ERK Aktivovaná RAS proteinem Signální dráha mitogenem aktivovaných protein kináz (MAPK) RAF-MEK-ERK (RAS-associated factor, mitogen-activated protein kinase ERK kinase 1, extracellular signal-related kinase) Aktivní ERK jsou translokovány do jádra ovlivňují funkci transkripčních faktorů (MYC, JUN) Aktivovány geny se účastní: angiogeneze, motility, adhezivity Pavel Klener, Pavel Klener jr.: Nová protinádorová léčiva a léčebné strategie v onkologii (Grada Publishing)
Inhibice signální dráhy RAF-MEK-ERK BRAF (RAS-associated factor) - Mutován u 60-70% maligních melanomů, méně často kolorektálníchkarcinomů - Je známo více než 30 mutací aktivujících BRAF Sorafenib (Nexavar) multikinázový inhibitor ARAF/RAF1, BRAF, VGFR2, VGFR3 a PDGFR - Používán k léčbě pokročilých forem karcinomu ledviny a u karcinomů jater
Inhibice signální dráhy RAF-MEK-ERK MEK (mitogen-activated protein kinase ERK kinase) PD0325901 a AZD-6244 specifické inhibitory MEK (MEK1, MEK2) - Klinicky testovány
Inhibice signální dráhy PI3K-AKT-mTOR Lipidová kináza PI3K (phosphatidyl-ïnositol-3-kinase) Integruje rozličné mitogenní stimuly vnějšího prostředí - buněčný růst, progrese buněčným cyklem - regulace buněčné motility, apoptózy PI3K-AKT-mTOR aberantně konstitutivně aktivována u karcinomu plic, Prostaty ovária, pankreatu, B-NHL Patologickou aktivaci způsobují: delece PTEN, mutace nebo amplifikace katalytické podjednotky PI3K, amplifikace AKT, overexprese HSP90, TCL také - aberantní aktivace molekul lokalizovaných upstream od PI3K
Inhibice signální dráhy PI3K-AKT-mTOR Pavel Klener, Pavel Klener jr.: Nová protinádorová léčiva a léčebné strategie v onkologii (Grada Publishing)
Inhibice signální dráhy PI3K-AKT-mTOR Inhibitory PI3K (phosphatidyl-ïnositol-3-kinase) Wortmannin, LY294002 pro špatnou rozpustnost, toxicitu a nízkou stabilitu nedosáhly klinického testování PI103, XL-765 ve stádiu preklinického testování Inhibitory AKT Perifosin přímý inhibitor AKT- blokuje translokaci AKT k buněčné membráně inhibice downstream signalizace - Při klinickém testování bez signifikantního protinádorového efektu - Projevila se též řada nežádoucích účinků PIA inhibitor blokující PH doménu AKT - Stádium preklinického testování
Inhibice signální dráhy PI3K-AKT-mTOR Inhibitory mtor (mammalian target of rapamicine) - Inhibice mtor je nejdéle používaným přistupem inhibice PI3K-AKT-mTOR signální dráhy - analoga rapamycinu Temsirolimus - Klinicky používán k léčbě pokročilého karcinomu ledvin Everolimus (AP-23573), ridaforolimus (AP-23573) a zotarolimus (Endeavor) - Testují se u řady solidních tumorů
Děkuji za pozornost.